一、总体架构

  • MySQL的体系架构从上到下大致可以分为以下几个层次：客户端、连接层、服务层、存储引擎层和文件系统层。

二、客户端（Client）

  • 定义：客户端是与MySQL数据库进行交互的终端或程序，可以是各类编程语言（如Python、Java等）、可视化软件（如Navicat）或命令行工具。

  • 功能：负责发送SQL命令到MySQL服务器，并接收服务器返回的结果。

三、连接层（Connection Layer）

  • 定义：连接层主要负责管理客户端与MySQL服务器之间的连接，包括连接处理、身份认证、权限控制等。

  • 关键组件：

    • 连接池（Connection Pool）：用于管理客户端与数据库的连接，通过复用连接和线程，提高服务器性能。连接池会缓存已建立的连接，当新客户端请求连接时，可以直接使用缓存中的连接，而无需重新建立。

    • 通信协议：MySQL支持多种通信协议，如Unix Socket和TCP/IP协议。

    • 线程处理：每个客户端连接请求都会由MySQL服务器进程创建一个线程来处理，该线程会维护连接状态，执行SQL命令，并返回结果。

四、服务层（Service Layer）

  • 定义：服务层是MySQL的核心，包含了系统管理和控制工具、SQL接口、解析器、优化器、缓存等多个组件。

  • 关键组件：

    • 系统管理和控制工具（Management Services & Utilities）：提供数据备份、恢复、复制、集群管理等功能。

    • SQL接口（SQL Interface）：负责接收客户端发送的SQL命令，并将其传递给其他组件处理，最终将结果返回给客户端。

    • 解析器（Parser）：将SQL语句解析成数据结构（如解析树），以便后续步骤进行处理。

    • 优化器（Optimizer）：生成多个执行计划，并选择最优的执行计划来执行SQL语句。优化器会考虑多种因素，如索引、表连接顺序等，以尽可能提高查询效率。

    • 缓存（Cache & Buffers）：包括查询缓存、表缓存、行记录缓存等，用于存储查询结果和表数据，以减少对存储引擎的访问次数，提高查询效率。但需要注意的是，从MySQL 8.0开始，查询缓存已经被移除。

五、存储引擎层（Storage Engine Layer）

  • 定义：存储引擎层负责具体的数据存储和检索操作，是MySQL区别于其他数据库系统的重要特性之一。

  • 关键特性：

    • 插件式架构：MySQL支持多种存储引擎，如InnoDB、MyISAM等，每种存储引擎都有其独特的特性和应用场景。用户可以根据需要选择合适的存储引擎来创建表。

    • 数据操作：存储引擎负责处理数据的插入、更新、删除和查询等操作，以及与文件系统的交互。

六、文件系统层（File System Layer）

  • 定义：文件系统层是MySQL数据存储的底层支持，包含了数据文件、索引文件、日志文件等MySQL运行时所需的文件。

  • 功能：负责数据的物理存储和访问，为存储引擎提供底层支持。